公路工程高邊坡開挖及防護(hù)施工技術(shù)探討

摘要 為保證該工程路塹高邊坡開挖防護(hù)能夠順利實(shí)施，保障作業(yè)人員人身安全及通行車輛安全行駛，提出了對工程地質(zhì)條件復(fù)雜高邊坡路段邊坡開挖及防護(hù)的施工方法和控制方案。通過對國道G108、G248、G348西昌市過境公路二期工程中部分深挖路塹邊坡開挖和防護(hù)施工技術(shù)的分析，有效保證了工程項(xiàng)目的順利實(shí)施，取得良好效果，文章提出的施工技術(shù)方法對今后同類條件施工項(xiàng)目具有重要參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 公路工程；高邊坡；開挖；防護(hù)；施工技術(shù)

中圖分類號 U417.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）02-0090-03

0 引言

公路工程建設(shè)對推動地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用，隨著我國基建項(xiàng)目的快速推進(jìn)和發(fā)展，近年來公路工程建設(shè)大多向偏遠(yuǎn)地區(qū)推進(jìn)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)公路工程建設(shè)中高邊坡的施工是關(guān)鍵之所在，強(qiáng)化高邊坡開挖及防護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用是確保公路工程順利實(shí)施的重點(diǎn)，科學(xué)開展施工措施，能有效提升施工安全系數(shù)，促進(jìn)公路建設(shè)項(xiàng)目的持續(xù)發(fā)展。

1 影響高邊坡開挖質(zhì)量的因素分析

影響高邊坡開挖質(zhì)量的因素是多方面的，主要因素如下[1]：

（1）邊坡的形態(tài)：邊坡的坡度和自然高度對邊坡的穩(wěn)定具有重要影響，也是最為關(guān)鍵的因素。邊坡高度越高，控制因素越復(fù)雜，影響穩(wěn)定的因素就會越多；邊坡越陡，就越會影響邊坡的穩(wěn)定性。

（2）坡體結(jié)構(gòu)：坡體結(jié)構(gòu)不同，對邊坡的穩(wěn)定性有至關(guān)重要的影響。不同的坡體結(jié)構(gòu)，如土質(zhì)或類土質(zhì)邊坡、二元結(jié)構(gòu)邊坡、巖質(zhì)邊坡等，都對高邊坡的穩(wěn)定性有不同的影響。

（3）基巖性質(zhì)：基巖的強(qiáng)度、風(fēng)化程度對邊坡穩(wěn)定性有較大影響。尤其巖體的風(fēng)化程度和產(chǎn)狀對邊坡穩(wěn)定性有重要影響。

（4）開挖坡率：不同開挖坡率對邊坡穩(wěn)定性有較大影響，過緩過陡都會產(chǎn)生不同程度的影響。過緩的坡率則擾動會較大，過陡的坡率可能導(dǎo)致坡體滑塌。

（5）外界環(huán)境因素：降水和地表水滲透情況是影響開挖高邊坡防護(hù)工作的直接原因。降水滲透可能導(dǎo)致開挖高邊坡變形，同時(shí)裂隙的出現(xiàn)為地表水的滲透提供了通道，加速了邊坡土體的瓦解。

（6）人為因素：邊坡開挖中人為因素對邊坡穩(wěn)定性有較大影響，不同人的施工動作、行為、機(jī)械操作方式都存在差異，也會對邊坡穩(wěn)定存在不同程度的影響，嚴(yán)重的會導(dǎo)致滑坡問題。

綜上所述，高邊坡開挖質(zhì)量受地質(zhì)條件和人為因素等因素影響。在邊坡設(shè)計(jì)和施工過程中，應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件，選擇合適的施工方法和支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)加強(qiáng)施工管理，減少人為因素對邊坡穩(wěn)定性的影響。

2 公路工程項(xiàng)目概況

國道G108、G248、G348西昌市過境公路二期工程起于天王山與菜籽山大道平交口（K16+143.372），緊鄰G5京昆高速以深挖路塹方式通過下蠻山，經(jīng)馬鞍村、謝家堡子后設(shè)活龍互通與G348進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換并上跨成昆鐵路，后折向西南，跨越沉香溝、黑土灣，于王家山接縣道XW09，沿老路布設(shè)，經(jīng)鐵合金廠外側(cè)、回民村，于大營附近連接國道G108，后沿G108線改建至海南鄉(xiāng)缸窯村附近與G248（原省道S212）相交，止于K34+960.080，路線全長18.824 km（長鏈7.38 m），地質(zhì)條件復(fù)雜。該項(xiàng)目高邊坡路段分布情況如表1所示。

3 高邊坡施工方法及工藝

3.1 施工總體方案

路基開挖前做好塹頂臨時(shí)排水設(shè)施，并做好地質(zhì)調(diào)查，查明順層邊坡。邊坡開挖方式需要根據(jù)地形情況、開挖斷面、開挖長度及巖體的產(chǎn)狀綜合考慮后確定。分別采用橫挖法、縱挖法、分段縱挖法以及混合式開挖方法?？傮w方案如下：

（1）先做好高速公路臨時(shí)防護(hù)工程措施，包括高速公路防護(hù)圍欄，鄰近高速路一側(cè)邊坡被動防護(hù)網(wǎng)。

（2）采用臺階法逐級開挖。因道路斷面右側(cè)鄰近高速公路，減小開挖臺階高度，臺階高度控制在4 m左右，臨近高速一側(cè)臺階高度控制在2 m左右。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)坡率、坡高測量放線，安放坡度架，按線開挖，不得超挖、欠挖。

（3）自上而下、逐級開挖、逐級防護(hù)：邊坡開挖需要從上而下逐級開挖，且開挖中需逐級進(jìn)行加固，實(shí)現(xiàn)逐級開挖，逐級防護(hù)加固，保證邊坡開挖中巖體的穩(wěn)定、安全。

（4）做好截水溝措施：邊坡開挖中排水工作是重要內(nèi)容，排水也會對邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要的影響，因此，在邊坡開挖前需要事先做好截水溝，減少地表水對巖體的沖刷或滲入坡體后對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

（5）加強(qiáng)邊坡的變形觀測頻率，包括水平位移觀測及高程監(jiān)測，觀測頻率根據(jù)邊坡開挖情況，每2 d觀測1次，要求雨后1～5 d，每天觀測1次。

3.2 高邊坡主要施工工藝和方法

3.2.1 邊坡開挖方法及工藝

采用臺階法逐級開挖，減小臺階高度（臺階高度為4 m），先期開挖路線左側(cè)，預(yù)留2～3 m寬臨近高速部分最后開挖，減小對運(yùn)營高速的影響，每段開挖工作完成后，對邊坡進(jìn)行及時(shí)防護(hù)，深挖路塹開挖一級防護(hù)一級，與路基成型平行流水作業(yè)[2-3]。

（1）根據(jù)地形的施工（開挖）方法。開挖施工中應(yīng)做好挖掘機(jī)和自卸汽車配合，自上而下逐層挖掘，每層挖掘深度控制在3～5 m之間，以4 m為最佳。根據(jù)該段標(biāo)邊坡的設(shè)計(jì)，每層挖深應(yīng)按4 m進(jìn)行控制。同時(shí)，沿路線方向修建便道，便道的縱坡應(yīng)保證自卸汽車在空車情況下能夠順利爬到坡頂。在錯(cuò)車處，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理規(guī)劃。

（2）根據(jù)地質(zhì)情況的施工（開挖）方法。路塹開挖橫向順序：上部橫向施工面寬度較大時(shí)，分兩步，先施工左側(cè)邊坡側(cè)，后施工靠高速公路側(cè)。內(nèi)側(cè)部分分臺4 m高，鄰高速公路側(cè)分臺高度為2 m。下部橫向?qū)挾容^窄路段，從既有高速公路處開始逐漸向永久邊坡側(cè)推進(jìn)，都采用較小分臺高度。具體如圖1所示。

路塹開挖縱向順序：在開挖過程中，首先沿路線方向修建施工便道，便道的縱坡需確保自卸汽車在空車狀態(tài)下能夠順利爬到坡頂。為確保施工安全，會在路線左右幅各修建一條施工便道，上下汽車的行駛分道而行。挖掘機(jī)將按照由高到低的順序進(jìn)行分層分幅開挖，每層的開挖深度控制在3～5 m之間，每幅的寬度控制在8～10 m。在開挖過程中，將采用挖掘機(jī)配合自卸車進(jìn)行運(yùn)輸。具體如圖2所示。

（3）臨近高速公路側(cè)開挖方法。臨近高速側(cè)靠近邊坡處，平行于邊坡挖機(jī)先行開挖，再依次從臨空面向邊坡方向開挖。露出巖石部位，采用單臂鉤機(jī)向內(nèi)側(cè)臨空面破碎松散后，挖機(jī)清理裝車。機(jī)械開挖臨近高速路一側(cè)時(shí)，派專人值守。

3.2.2 邊坡防護(hù)及排水工程施工方法及工藝

（1）臨近京昆高速高邊坡臨時(shí)防護(hù)。臨近京昆高速邊坡開挖時(shí)，在原京昆高速邊坡上橫向設(shè)置4道RX-075型被動防護(hù)網(wǎng)，被動網(wǎng)高度為4 m，京昆高速路占用一個(gè)應(yīng)急車道以及行車道設(shè)置鋼管排架加掛設(shè)防拋網(wǎng)以防挖方滾石。

（2）人字骨架護(hù)坡施工：

①刷坡：待路基邊坡沉降穩(wěn)定后，按設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行刷坡修整，填補(bǔ)坑洼，清除坡面浮土，確保坡面平整、無坑洼。

②骨架護(hù)坡預(yù)制：在選定的預(yù)制場內(nèi)按設(shè)計(jì)尺寸規(guī)格進(jìn)行骨架護(hù)坡的預(yù)制施工，混凝土強(qiáng)度C20，預(yù)制的骨架護(hù)坡表面平整，結(jié)構(gòu)尺寸滿足要求。預(yù)制后的骨架護(hù)坡及時(shí)脫模，并按要求進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期最少為7 d。達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場。

③人字骨架護(hù)坡的鋪砌施工：坡面修整完成后，進(jìn)行準(zhǔn)確的測量放樣，按樁位拉線，將坡面分割為一定規(guī)格的網(wǎng)格，網(wǎng)格由中間向坡面邊沿布置，中間網(wǎng)格大小為預(yù)制塊的整數(shù)倍。將滿足要求的預(yù)制塊運(yùn)至施工現(xiàn)場，散布于網(wǎng)格中。鋪砌從下往上一層一層施工，每層鋪砌都必須垂直于坡面掛線。施工相鄰網(wǎng)格時(shí)縱橫線形必須與已完成網(wǎng)格一致，確保整個(gè)坡面的線形。鋪砌完成后采用M7.5砂漿勾縫，要求縫寬一致，線形順直。

④植草綠化：預(yù)制塊鋪砌完成后，在空心體內(nèi)植草進(jìn)行坡面綠化。

（3）錨桿框架梁施工：

①開挖、修坡：首先逐層開挖邊坡，每層開挖高度為錨桿上下排序大小，不得超挖，開挖一層后用人工及時(shí)修整。

②成孔：坡面修整好后按設(shè)計(jì)要求成孔，包括注漿前的清孔工作。

③設(shè)置鋼筋：成孔后，應(yīng)對錨桿鋼筋表面進(jìn)行防腐蝕處理，然后及時(shí)將鋼筋送入孔中。當(dāng)錨桿錨固于無腐蝕條件地層內(nèi)時(shí)，對錨桿表面進(jìn)行除銹處理后不可再做特性處理，但錨桿必須居中，水泥砂漿保護(hù)層厚度不小于2 cm[4]。

④錨桿注漿：錨桿采用一次性注漿，即從孔底返漿法進(jìn)行注漿。水泥砂漿的強(qiáng)度要求為7 d不低于20 MPa，28 d不低于30 MPa。配合比為1∶1（重量比），水灰比為0.4。注漿壓力不小于0.5 MPa。當(dāng)孔口冒漿持續(xù)10 s以上時(shí)才可以停止灌注。為了增加漿液的流動性和水泥砂漿的早期強(qiáng)度，可在漿液中加入適量的減水劑和早強(qiáng)劑。

⑤開挖格子梁基礎(chǔ)，制作鋼筋骨架。

⑥澆筑格子梁。

（4）路塹墻施工。路塹矮擋墻采用C20現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，高3 m，在路塹高邊坡坡腳處設(shè)置，采用“防水膠泥+塑料網(wǎng)帶裝級配碎石+袋裝砂礫層+黏土層”作為反濾層，墻內(nèi)設(shè)置φ10 cmPVC泄水管進(jìn)行排水。

（5）排水工程施工：

①針對較大的匯水面積，在坡口外征地線范圍內(nèi)合適位置設(shè)置深0.6 m、底寬0.6 m的U形截水溝，使用漿砌片石鋪砌，使其呈現(xiàn)出臺階狀。為減少對景觀的影響，可通過綠化手段進(jìn)行遮擋。當(dāng)?shù)孛婢€較緩時(shí)，可設(shè)置V形土質(zhì)截水溝。

②為確保截水溝內(nèi)匯水的有效排放，兩端應(yīng)通過急流槽引入排水溝。在挖方坡口存在地勢起伏的雞爪地形時(shí)，可在較低處設(shè)置急流槽作為泄水口，將水排至挖方邊溝。若截水溝連續(xù)長度超過400 m，也應(yīng)選擇合適位置設(shè)置截流槽，將匯水排至挖方邊溝。

③在邊坡中部平臺設(shè)置小型攔水溝，尺寸為0.25 m（底部）、0.25 m（溝深），采用漿砌片石。一般情況下，碎落臺應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置攔水溝，并引入截水溝。當(dāng)?shù)谝患夁吰聻槭鰮鯄r(shí)，第二級碎落臺可不做攔水溝。

通過以上措施，可以有效降低水患對坡面工程的影響，保證工程的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，合理設(shè)置攔水溝和截水溝，也有利于提高邊坡的綠化效果，美化環(huán)境。

4 高邊坡施工關(guān)注要點(diǎn)分析

根據(jù)對該項(xiàng)目施工過程分析，總結(jié)高邊坡施工關(guān)注要點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)[5]：

（1）考慮緊鄰高速公路，優(yōu)先設(shè)置高速公路必要的圍欄防護(hù)（鋼管排架），高邊坡設(shè)置臨時(shí)防護(hù)3道被動網(wǎng)以防邊坡開挖時(shí)有滑石等。

（2）高邊坡施工總的原則：開挖一級、防護(hù)加固一級；逐級開挖，逐級防護(hù)。調(diào)整邊坡開挖方式，分級開挖高度減少為4 m，優(yōu)先開挖高邊坡左側(cè)，待左側(cè)形成臨空面后開挖右側(cè)鄰近高速公路面邊坡，可減少松散石料朝高速公路方向墜落，減小安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）應(yīng)高度重視高邊坡地下水問題，完善綜合排水設(shè)施，并優(yōu)先施工坡頂臨時(shí)截排水工程。

（4）在施工開挖過程中，應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行地質(zhì)核查，并對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行施工監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)實(shí)際地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)不符或地質(zhì)有異常變化，應(yīng)立即通報(bào)相關(guān)部門。

（5）路基開挖后的邊坡如不能及時(shí)防護(hù)，應(yīng)在其表面覆蓋塑料薄膜，以避免雨水沖刷造成坍塌。

（6）在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求對深挖路基進(jìn)行監(jiān)測，并保證監(jiān)測頻率。一旦監(jiān)測數(shù)據(jù)超過規(guī)范允許值，應(yīng)立即停工并及時(shí)通知監(jiān)理、設(shè)計(jì)和業(yè)主單位進(jìn)行分析處理。

5 結(jié)語

通過采取以上技術(shù)與措施進(jìn)行處理，有效保證該工程路塹高邊坡開挖防護(hù)工程順利實(shí)施，通過安全生產(chǎn)管理工作，切實(shí)保障了作業(yè)人員人身安全及通行車輛安全行駛，確保京昆高速的安全運(yùn)營，確保工程質(zhì)量及合同工期的實(shí)現(xiàn)，采用該文所提出的方法工藝和方法，取得良好的施工效果。這些施工措施對今后同類項(xiàng)目條件施工，具有重要參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]豆存成. 高邊坡開挖施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施[J]. 產(chǎn)品可靠性報(bào)告， 2023（4）： 46-47.

[2]王泰輝. 高邊坡開挖與支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用[J]. 四川水力發(fā)電， 2023（4）： 128-130+138.

[3]梁寶貴. 淺談祁臨高速公路高邊坡整治工程施工技術(shù)及管理[J]. 科學(xué)之友， 2011（21）： 90-91.

[4]李龍軍. 邊坡錨固技術(shù)在常吉高速公路路塹邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J]. 中外建筑， 2009（6）： 227-228.

[5]鄧?yán)? 高速公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工安全防護(hù)技術(shù)要點(diǎn)研究[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì)， 2021（12）： 150-153.

收稿日期：2023-11-29

作者簡介：陳翼（1987—），男，本科，工程師，從事合同管理和工程管理工作。